钛酸锂电池具有优良的充放电性能、高功率密度和高安全性等特点,成为有轨电车车载储能首选之一。但是,面对有轨电车高牵引功率、高制动功率、工况频繁大幅度波动的运行特点,钛酸锂电池不仅产热量大,而且在车辆轻量化和空间限制条件下散热困难、温升过高,严重影响电池的性能与寿命。因此,基于理论分析,采用仿真和实验相结合的方法,研究了钛酸锂电池在不同工况下的温度分布特性,以此为基础设计了一种液冷/相变材料复合的热管理方案,并与自然冷却和液冷两种单一热管理方案对比分析,结果表明复合热管理方案能够使电池工作在适宜的温度区间且内部温差较小,具有较好的温控效果。主要研究内容及结论如下:（1）针对特定线路和列车,通过仿真计算得到有轨电车典型工况下对应的钛酸锂电池电流工况,为后文钛酸锂电池电化学-热耦合有限元分析与实验提供工况参数。（2）提出一种液冷/相变材料复合冷却的钛酸锂电池热管理方案。根据电池单体排布方式和电池模组尺寸确定液冷系统结构,设计液冷板几何模型。比较各种相变材料的优缺点,确定本文使用的相变材料,对相变材料用量进行理论计算,考虑电池模组的空间限制设计相变材料的尺寸和布置位置。（3）建立钛酸锂电池电化学-热耦合模型,进行基于COMSOL的仿真计算,综合分析在环境温度25℃、工况电流下电池模组的温度分布情况。结果表明,自然冷却、液冷、液冷/相变材料复合冷却三种热管理方案的散热性能与均温性能依次增强,并且电池模组在采用液冷/绝缘相变板复合冷却时的最高温度Tmax=30.2℃、最大温差ΔTmax=4.8℃。（4）搭建钛酸锂电池热管理实验平台,结合有轨电车储能系统的经济性、轻量化原则,通过实验分析相变材料对电池模组温度的影响,设计了一种差异化厚度拼接的相变材料结构;通过对自然冷却、液冷、相变材料冷却和液冷/相变材料复合冷却的对比实验研究,分析了电池模组在不同环境温度、不同工况电流循环下的温度特性。实验结果表明:液冷/绝缘相变板复合的热管理方案能使工况电流循环下电池模组的Tmax小于50℃,ΔTmax小于5℃,综合考虑储能系统的散热性、均温性及经济性,液冷/绝缘相变板复合冷却具有最好的工程实用性,是最佳的热管理方案。